ITBO20100306A1

ITBO20100306A1 - DEVELOPMENT OF SAMPLES OF LOOSE MATERIAL

Info

Publication number: ITBO20100306A1
Application number: IT000306A
Authority: IT
Inventors: Fabio Moioli
Original assignee: Fabio Moioli
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-15

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

"DISPOSITIVO DI PRELIEVO CAMPIONI DI MATERIALE SFUSO" "DEVICE FOR COLLECTING BULK MATERIAL SAMPLES"

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di prelievo di campioni di materiale sfuso, ad esempio in polvere o granuli, mentre viene trasportato lungo un condotto di alimentazione. The present invention relates to a device for taking samples of bulk material, for example in powder or granules, while it is transported along a feeding duct.

È noto di alimentare materiale sfuso (in polvere o granulare) lungo condotti di una linea di lavorazione ed è noto, inoltre, prelevare periodicamente campioni del materiale sfuso; tali campioni vengono accumulati in appositi contenitori ed utilizzati successivamente per il controllo della qualità e la conservazione, secondo le normative, per la tracciabilità dei prodotti. Tale attività di prelievo campioni viene eseguita in particolar modo nell'industria alimentare. It is known to feed loose material (in powder or granular form) along ducts of a processing line and it is also known to periodically take samples of the bulk material; these samples are accumulated in special containers and subsequently used for quality control and storage, according to the regulations, for the traceability of the products. This sampling activity is performed especially in the food industry.

Le particelle di polvere o granuli aderiscono, in genere, alle pareti interne del condotto formando delle incrostazioni del condotto difficilmente rimovibili. The dust particles or granules generally adhere to the internal walls of the duct, forming deposits in the duct that are difficult to remove.

È noto di utilizzare un dispositivo di prelievo, applicato ad una parete di un rispettivo condotto ed atto ad intercettare periodicamente una data quantità di prodotto, che transita in corrispondenza del dispositivo stesso. Il dispositivo di prelievo campioni del tipo sopra descritto presenta l'inconveniente di essere soggetto alla contaminazione da parte dei residui aderenti alle pareti del condotto; pertanto, il campione prelevato non corrisponde effettivamente al tipo di prodotto che in quel momento scorre attraverso il condotto. Inoltre, si possono formare dei residui di materiale in polvere anche all'interno dello stesso dispositivo di prelievo campioni. It is known to use a withdrawal device, applied to a wall of a respective duct and able to periodically intercept a given quantity of product, which passes in correspondence with the device itself. The device for taking samples of the type described above has the drawback of being subject to contamination by the residues adhering to the walls of the duct; therefore, the sample taken does not actually correspond to the type of product flowing through the duct at that moment. Furthermore, residues of powdered material can also form inside the sample-taking device itself.

Scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo di prelievo campioni che non sia soggetto agli inconvenienti sopra descritti. The object of the present invention is to provide a device for taking samples which is not subject to the drawbacks described above.

Secondo la presente invenzione viene fornito un dispositivo di prelievo campioni secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e in una qualsiasi delle rivendicazioni allegate. According to the present invention there is provided a sampling device according to what is disclosed in claim 1 and in any one of the attached claims.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

- la figura 1 è una vista laterale di una preferita forma di attuazione del dispositivo di prelievo secondo la presente invenzione in una prima configurazione operativa; e Figure 1 is a side view of a preferred embodiment of the pick-up device according to the present invention in a first operating configuration; And

- la figura 2 è simile alla figura 1 ed illustra il dispositivo di prelievo in una seconda configurazione operativa. Figure 2 is similar to Figure 1 and illustrates the pick-up device in a second operating configuration.

Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un'unità di alimentazione materiale P sfuso, ad esempio materiale in polvere o granulare. L'unità 1 comprende un condotto 2 di alimentazione, che presenta un asse 3 longitudinale ed in cui il materiale P scorre nel verso D, ed un dispositivo di prelievo 4 campioni. In Figure 1, 1 indicates as a whole a bulk material feeding unit P, for example powdered or granular material. The unit 1 comprises a feeding duct 2, which has a longitudinal axis 3 and in which the material P flows in the direction D, and a device for taking 4 samples.

Il dispositivo di prelievo 4 comprende, a sua volta, un sistema di prelievo 5 ed un sistema di attuazione 6 del sistema di prelievo 5 stesso. The pick-up device 4 comprises, in turn, a pick-up system 5 and an actuation system 6 of the pick-up system 5 itself.

Il sistema di prelievo 5 comprende un corpo tubolare 7 che presenta un asse 8 longitudinale ed è atto ad essere inserito, almeno in parte, all'interno del condotto 2. Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, il sistema di prelievo 5 è applicato al condotto 2 in modo che il corpo tubolare 7 sia trasversale all'asse 3 del condotto 2. Inoltre, il corpo tubolare 7 è applicato al condotto 2 in modo che una porzione 9 del corpo tubolare 7 stesso sporga all'interno del condotto 2. The withdrawal system 5 comprises a tubular body 7 which has a longitudinal axis 8 and is able to be inserted, at least in part, inside the duct 2. According to what is illustrated in Figures 1 and 2, the withdrawal system 5 is applied to the duct 2 so that the tubular body 7 is transversal to the axis 3 of the duct 2. Furthermore, the tubular body 7 is applied to the duct 2 so that a portion 9 of the tubular body 7 itself protrudes inside the duct 2.

Il corpo tubolare 7 è realizzato di materiale metallico; ad esempio, il corpo tubolare 7 è realizzato di ottone oppure di acciaio inossidabile. The tubular body 7 is made of metallic material; for example, the tubular body 7 is made of brass or stainless steel.

Il sistema di prelievo 5 comprende un pistone 10 coassiale al corpo tubolare 7 e mobile all'interno del corpo tubolare 7 stesso da una prima I ad una seconda II posizione di lavoro e viceversa; il corpo tubolare 7 presenta un'apertura radiale 11 ed una coppia di aperture assiali, indicate in seguito con apertura 13 di campionatura ed apertura 12 di scarico. The pick-up system 5 comprises a piston 10 coaxial to the tubular body 7 and movable inside the tubular body 7 itself from a first I to a second second working position and vice versa; the tubular body 7 has a radial opening 11 and a pair of axial openings, indicated below with sampling opening 13 and discharge opening 12.

Il pistone 10 presenta una sezione trasversale all'asse 8 complementare alla corrispondente sezione interna del corpo tubolare 7 e presenta, inoltre, un'estensione, lungo l'asse 8, inferiore od uguale all'estensione longitudinale della porzione di corpo tubolare 7 compresa tra l'apertura radiale 11 e l'apertura 12 di scarico. The piston 10 has a cross section to the axis 8 complementary to the corresponding internal section of the tubular body 7 and also has an extension, along the axis 8, that is less than or equal to the longitudinal extension of the portion of the tubular body 7 comprised between the radial opening 11 and the discharge opening 12.

Il pistone 10 è montato a tenuta contro le pareti del corpo tubolare 7; in particolare, il pistone 10 comprende un corpo base 10 ed almeno un elemento di tenuta 10' disposto in corrispondenza di ciascuna estremità libera. The piston 10 is mounted hermetically against the walls of the tubular body 7; in particular, the piston 10 comprises a base body 10 and at least one sealing element 10 'arranged at each free end.

Preferibilmente, il pistone 10 è realizzato di materiale metallico e gli elementi di tenuta 10' sono anelli di gomma e teflon calzati attorno al corpo base 10 ed atti a raschiare contro la parete interna del corpo tubolare 7, in modo da rimuovere qualsiasi tipo di sedimento depositato sulle pareti stesse del corpo tubolare 7. Preferably, the piston 10 is made of metallic material and the sealing elements 10 'are rubber and Teflon rings fitted around the base body 10 and able to scrape against the inner wall of the tubular body 7, so as to remove any type of sediment. deposited on the walls of the tubular body 7.

In corrispondenza della prima I posizione di lavoro il pistone 10 è a chiusura della prima apertura assiale 12 ed in corrispondenza delle seconda II posizione di lavoro il pistone 10 è a chiusura della seconda apertura assiale 13. At the first I working position the piston 10 closes the first axial opening 12 and at the second II working position the piston 10 closes the second axial opening 13.

Il sistema di prelievo 5 comprende, inoltre, un'unità di raccolta 14 comprendente un corpo tubolare 15 con asse 16 e delimitante una cavità 17 di raccolta, cui è applicata un'estremità longitudinale del corpo tubolare 7. The collection system 5 also comprises a collection unit 14 comprising a tubular body 15 with axis 16 and delimiting a collection cavity 17, to which a longitudinal end of the tubular body 7 is applied.

Il corpo tubolare 15 presenta una coppia di aperture radiali 18 e 19 diametralmente opposte tra loro e coassiali all'asse 8. L'unità di raccolta 14 comprende una coppia di placche di fissaggio 20 e 21 applicate alla superficie esterna del corpo tubolare 15 in prossimità dell'apertura radiale 18 e, rispettivamente, 19. The tubular body 15 has a pair of radial openings 18 and 19 diametrically opposite to each other and coaxial to the axis 8. The collection unit 14 comprises a pair of fixing plates 20 and 21 applied to the external surface of the tubular body 15 in proximity of the radial aperture 18 and 19 respectively.

Le placche di fissaggio 20 e 21 garantiscono il collegamento del corpo tubolare 15 con il sistema di attuazione 6 e, rispettivamente, il corpo tubolare 7. The fixing plates 20 and 21 guarantee the connection of the tubular body 15 with the actuation system 6 and, respectively, the tubular body 7.

Il corpo tubolare 7 è innestato (in modo noto ed illustrato schematicamente) all'interno dell'apertura 19 in modo che l'apertura 13 sia coassiale e complementare all'apertura 19 e si affacci all'interno della cavità 17 di raccolta. The tubular body 7 is grafted (in a known way and schematically illustrated) inside the opening 19 so that the opening 13 is coaxial and complementary to the opening 19 and faces inside the collection cavity 17.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, l'unità di raccolta 14 comprende, inoltre, un contenitore 22 rimovibile, in cui viene accumulato il materiale prelevato dal condotto 2, ed un elemento di fissaggio 23, che collega in modo rilasciabile il contenitore 22 al corpo 15. Il contenitore 22 è un sacchetto applicato al corpo tubolare 15 mediante un anello elastico 23. In particolare, il contenitore 22 è tale da poter essere sostituito, una volta riempito, da un contenitore 22 simile. As illustrated in Figures 1 and 2, the collection unit 14 also comprises a removable container 22, in which the material taken from the duct 2 is accumulated, and a fastening element 23, which releasably connects the container 22 to the body 15. The container 22 is a bag applied to the tubular body 15 by means of an elastic ring 23. In particular, the container 22 is such that it can be replaced, once filled, by a similar container 22.

Preferibilmente, l'unità di scarico 14 è disposta in modo che in uso il corpo tubolare 7 sia disposto al di sopra, rispetto ad un piano orizzontale di appoggio, del contenitore 22 così che il materiale P cada per gravità dall'apertura 13 nel contenitore 22 stesso. Preferably, the discharge unit 14 is arranged so that in use the tubular body 7 is arranged above, with respect to a horizontal support plane, of the container 22 so that the material P falls by gravity from the opening 13 into the container 22 itself.

Il corpo 15 presenta in prossimità dell'estremità inferiore, in corrispondenza dell'applicazione dell'anello elastico 23 una svasatura, che aumenta gradualmente la sezione trasversale della cavità e facilita la caduta della polvere nel contenitore 22 sottostante. The body 15 has a flaring near the lower end, in correspondence with the application of the elastic ring 23, which gradually increases the cross section of the cavity and facilitates the fall of the powder into the container 22 below.

Il corpo 15 è realizzato di materiale metallico; ad esempio, di acciaio inossidabile. The body 15 is made of metallic material; for example, of stainless steel.

Il sistema di attuazione 6 comprende uno stelo 24, coassiale all'asse 8 del corpo tubolare 7, ed un cilindro 25 atto all'azionamento alternativo dello stelo 24. Lo stelo 24 è atto ad attraversare le aperture radiali 18 e 19 del corpo tubolare 15, a scorrere lungo il corpo tubolare 7 ed è collegato al pistone 10, in modo noto ed illustrato in modo schematico. Il cilindro 25 è atto ad azionare, mediante lo stelo 24, il pistone 10 dalla prima I alla seconda II posizione di lavoro e viceversa. The actuation system 6 comprises a stem 24, coaxial to the axis 8 of the tubular body 7, and a cylinder 25 suitable for the alternative actuation of the stem 24. The stem 24 is able to pass through the radial openings 18 and 19 of the tubular body 15 , to slide along the tubular body 7 and is connected to the piston 10, in a known way and illustrated schematically. The cylinder 25 is able to actuate, by means of the rod 24, the piston 10 from the first I to the second II working position and vice versa.

Il sistema di attuazione 6 è contenuto all'interno di un corpo di protezione 26 di tipo noto ed illustrato in modo schematico; preferibilmente, il corpo di protezione 26 è realizzato di acciaio inossidabile. The actuation system 6 is contained inside a protection body 26 of a known type and illustrated schematically; preferably, the protective body 26 is made of stainless steel.

Infine il sistema di attuazione 6 comprende un'unità di controllo 27 che regola l'azionamento del cilindro 25 pneumatico a seconda delle richieste di lavoro. In particolare, l'unità di controllo 27 regola i tempi e la frequenza di spostamento del pistone 10 nel corpo tubolare 7 dalla prima alla seconda posizione di lavoro e viceversa. Finally, the actuation system 6 comprises a control unit 27 which adjusts the actuation of the pneumatic cylinder 25 according to the work requirements. In particular, the control unit 27 regulates the times and the frequency of displacement of the piston 10 in the tubular body 7 from the first to the second working position and vice versa.

Il cilindro 25 è un cilindro pneumatico a doppio effetto ed il sistema di attuazione 6 comprende un elettrovalvola 28 a cinque vie per la distribuzione di aria compressa alimentata da un condotto 31; l'unità di controllo 27 regola l'azionamento dell'elettrovalvola 28. The cylinder 25 is a double-acting pneumatic cylinder and the actuation system 6 comprises a five-way solenoid valve 28 for distributing compressed air fed by a duct 31; the control unit 27 regulates the actuation of the solenoid valve 28.

Secondo quanto illustrato nelle figure, il sistema di attuazione comprende inoltre: As illustrated in the figures, the actuation system also includes:

- un primo 32 ed un secondo 33 condotto che collegano l'elettrovalvola 28 ad una prima e, rispettivamente, seconda camera del cilindro 25; e - a first 32 and a second 33 duct which connect the solenoid valve 28 to a first and, respectively, second chamber of the cylinder 25; And

una coppia di valvole di limitazione 34, che regolano la portata dell'aria in pressione nel primo 32 e, rispettivamente, nel secondo 33 condotto. a pair of limitation valves 34, which regulate the flow rate of the pressurized air in the first 32 and, respectively, in the second 33 duct.

Secondo quanto illustrato nelle figure, le valvole di limitazione 34 presentano delle manopole azionabili manualmente . As illustrated in the figures, the limit valves 34 have knobs which can be operated manually.

In particolare, si osserva che variando la sezione di passaggio dell'aria lungo i condotti 32 e 33 mediante le rispettive valvole di limitazione 34 viene variata la portata di aria in pressione alle camere del cilindro 25, con una conseguente variazione della velocità di traslazione dello stelo 24 lungo il cilindro 25 stesso. In particular, it can be observed that by varying the section of passage of the air along the ducts 32 and 33 by means of the respective limiting valves 34, the flow of pressurized air to the chambers of the cylinder 25 is varied, with a consequent variation of the translation speed of the rod 24 along the cylinder 25 itself.

In uso, l'unità di controllo 27 regola in input una o più delle seguenti attività del sistema di prelievo 4: il tempo di avvio, la frequenza e la durata degli impulsi, la fine del ciclo di prelievo. L'unità di controllo 27 fornisce, inoltre, in output informazioni riguardo al prodotto campionato come la data e l'ora d'inizio del prelievo e la cronologia dei lotti prodotti. In use, the control unit 27 regulates as input one or more of the following activities of the picking system 4: the starting time, the frequency and duration of the pulses, the end of the picking cycle. The control unit 27 also outputs information regarding the sampled product such as the date and time of start of the picking and the chronology of the batches produced.

Il corpo tubolare 7 del dispositivo di prelievo 4 viene inserito nel condotto 2 attraverso un'apertura 29 realizzata nel condotto 2 stesso. Il corpo tubolare 7 viene fissato all'esterno del condotto 2 mediante elementi di fissaggio 30 di tipo noto ed illustrati schematicamente. The tubular body 7 of the withdrawal device 4 is inserted into the duct 2 through an opening 29 made in the duct 2 itself. The tubular body 7 is fixed to the outside of the duct 2 by means of fastening elements 30 of a known type and illustrated schematically.

Il corpo tubolare 7 viene disposto in modo che la pozione 9 sia all'interno del condotto 2, l'asse 8 del corpo tubolare 7 sia sostanzialmente trasversale all'asse 3 del condotto 2 stesso e l'apertura radiale 11 sia rivolta in verso opposto alla direzione di avanzamento D del materiale P. The tubular body 7 is arranged so that the position 9 is inside the duct 2, the axis 8 of the tubular body 7 is substantially transverse to the axis 3 of the duct 2 itself and the radial opening 11 faces in the opposite direction to the feed direction D of the material P.

In quanto segue viene illustrato un ciclo di funzionamento del dispositivo di prelievo 4. The following illustrates an operating cycle of the pickup device 4.

Durante una fase di prelievo, il pistone sosta in prossimità della prima I posizione di lavoro ed una certa quantità Q di materiale P attraversa l'apertura radiale 11 e si accumula all'interno del corpo tubolare 7. During a withdrawal phase, the piston stops near the first working position and a certain quantity Q of material P passes through the radial opening 11 and accumulates inside the tubular body 7.

Durante una fase di raccolta, il pistone 10 viene traslato mediante il cilindro 25 dalla prima I alla seconda II posizione di lavoro e spinge la quantità Q intercettata all'interno del contenitore 22 attraverso l'apertura assiale 13. During a collection phase, the piston 10 is translated by the cylinder 25 from the first I to the second II working position and pushes the intercepted quantity Q inside the container 22 through the axial opening 13.

Durante una fase di ritorno, il pistone 10 viene traslato mediante il cilindro 25 dalla seconda II alla prima I posizione di lavoro e spinge una certa quantità Q' intercettata di nuovo nel condotto 2 attraverso l'apertura assiale 12. During a return phase, the piston 10 is translated by the cylinder 25 from the second II to the first I working position and pushes a certain intercepted quantity Q 'back into the duct 2 through the axial opening 12.

Durante la fase di ritorno, il pistone 10 elimina dall'interno del corpo tubolare 7 il materiale P intercettato durante la fase di raccolta e, in questo modo, pulisce internamente il corpo tubolare 7 stesso. During the return phase, the piston 10 eliminates the material P intercepted during the collection phase from the inside of the tubular body 7 and, in this way, cleans the tubular body 7 itself internally.

Il dispositivo di prelievo 4 del tipo sopra descritto presenta il vantaggio di riuscire a prelevare campioni Q non contaminati da materiale eventualmente incrostato alle pareti del condotto 2, in quanto la porzione 9 che sporge all'interno del condotto 2 è scelta in modo da predisporre l'apertura radiale 11 in una posizione sufficientemente lontana dalla parete del condotto 2 vale a dire in una posizione in cui difficilmente può presentarsi un'incrostazione di materiale P. The sampling device 4 of the type described above has the advantage of being able to take samples Q not contaminated by material possibly encrusted on the walls of the duct 2, since the portion 9 that protrudes inside the duct 2 is chosen so as to prepare the radial opening 11 in a position sufficiently distant from the wall of the duct 2, that is to say in a position where it is unlikely that an encrustation of material P can occur.

Il dispositivo 4 presenta, inoltre, il vantaggio di eseguire automaticamente la pulizia interna del corpo tubolare 7, in questo modo la quantità Q di materiale P raccolta non è contaminata da eventuali residui depositati all'interno del corpo tubolare 7 stesso. The device 4 also has the advantage of automatically carrying out the internal cleaning of the tubular body 7, in this way the quantity Q of material P collected is not contaminated by any residues deposited inside the tubular body 7 itself.

Da quanto sopra esposto discende che il dispositivo di prelievo 4 è estremamente compatto richiedendo pochi ingombri sia internamente sia esternamente ad un rispettivo condotto 2. It follows from the foregoing that the withdrawal device 4 is extremely compact, requiring little overall dimensions both internally and externally to a respective duct 2.

Infine, il dispositivo di prelievo 4 del tipo sopra descritto è di semplice installazione anche in presenza di impianti già in opera; pertanto, il dispositivo di prelievo 4 è di veloce ed economica installazione. Finally, the withdrawal device 4 of the type described above is easy to install even in the presence of systems already in place; therefore, the withdrawal device 4 is quick and economical to install.

Claims

CLAIMS 1. Device for taking samples (Q) of bulk material (P) advanced along a supply duct (2); the pick-up device (4) comprises a pick-up system (5) and an actuation system (6) of said pick-up system (5); the sampling device (4) being characterized in that: the withdrawal system (5) comprises a tubular body (7), which has a longitudinal axis (8) and has a portion (9) suitable to be arranged inside the duct (2), and a coaxial piston (10) to the tubular body (7) and movable alternatively inside the tubular body (7) from a first (I) to a second (II) working position and vice versa; the tubular body (7) has a radial opening (11), a first (12) and a second (13) axial opening, arranged in correspondence with the first (I) and, respectively, second (II) working position; the radial opening (11) being able to intercept a part (Q; Q ') of bulk material (P); the first (12) and the second (13) axial opening being adapted to introduce the said part (Q; Q ') in respective different housings (2; 14); And the piston (10) is mounted tightly against the inner wall of the tubular body (7).

Pick-up device according to claim 1, wherein the radial opening (11) is made along the portion (9) of the tubular body (7).

Device according to claims 1 or 2, wherein the extension along said axis (8) of the piston (10) is less than the extension of the portion (9) comprised between the radial opening (11) and the first ( 12) axial opening.

Pick-up device according to one of claims 1 to 3 and comprising a collection unit (14) adapted to be arranged outside the feed duct (2) for the bulk material (P); the tubular body (7) faces through the second axial opening (13) inside the collection unit (14); the piston (10) being able to push a sample (Q) of material (P), collected inside the tubular body (7) through the radial opening (11), into the collection unit (14) by means of the translation piston (10) from the first (I) to the second (II) working position.

Pick-up device according to one of claims 1 to 4, wherein the piston (10) is adapted to push a quantity (Q ') of loose material (P) collected inside the tubular body (7) into the duct ( 2) by moving the piston (10) from the second (II) to the first (I) working position.

Pick-up device according to one of claims 1 to 5, wherein the actuation system (6) comprises a pneumatic cylinder (25).

Pick-up device according to one of claims 1 to 6 and comprising a control unit (27) connected to the actuation system (6); the control unit (27) being able to supply as input the start time I, the frequency and duration of the pulses, and the end of the pick-up cycle.

Device according to claim 6 or 7, wherein the actuation system (6) comprises at least one regulator (34) for regulating the flow of air to a respective chamber of the cylinder (25).

9. Feeding unit for a flow of loose material (P) comprising a duct (2) for feeding loose material (P) and a device for taking samples (4) (Q) according to one or more of the preceding claims.

Feeding unit according to claim 9, wherein the duct (2) has an opening (29) and the tubular body (7) of the pickup device (4) is arranged through said opening (29) so that the portion (9) is arranged inside the supply duct (2); in which the tubular body (7) is arranged transversely to the axis (8) of the supply duct (2) and the radial opening (11) facing the inlet station of the loose material (P) in the duct (2) .